I2C

集成电路间总线(I²C)是一种双向两线制串行总线,用于集成电路之间的短距离通信,设备通过分配的总线地址进行通信。

概述

主要特性

双向 2 线串行总线(SDA + SCL)
7 位或 10 位目标寻址
支持多控制器模式

工作模式

模式	速率
标准模式	100 kbps
快速模式	400 kbps
快速模式增强版	1 Mbps(最高支持)
高速模式	3.4 MHz(不支持)

通信时序

**数据包结构:**起始 → 地址帧(7/10 位)→ R/W 位 → ACK/NACK → 数据帧(8 位)→ 停止 信号规则:

SCL 为高电平时:SDA 必须保持稳定
SCL 为低电平时:SDA 可以变化
例外:START 和 STOP 序列可以在 SCL 为高电平时改变 SDA

各子系统的传输模式

子系统	传输模式	总线速率
Linux	FIFO、CPU DMA、GSI	100 kHz、400 kHz、1000 kHz
Boot	FIFO	100 kHz、400 kHz、1000 kHz
aDSP / Qualcomm TEE / SDC	FIFO	标准

接口组件

设备树源文件

平台	设备树文件
Dragonwing IQ-8275	`arch/arm64/boot/dts/qcom/qcs8300.dtsi`

API

子系统	头文件
Linux	`include/linux/i2c.h`、`include/linux/i2c-dev.h`
Boot	`boot_images/boot/QcomPkg/Include/i2c_api.h`
aDSP	`adsp_proc/core/api/buses/i2c_api.h`
Qualcomm TEE	`trustzone_images/core/buses/api/i2c/qupv3/i2c_api.h`

软件设备树配置

Linux 设备树示例

i2c21: i2c@b80000 {
   compatible = "qcom,geni-i2c";
   reg = <0x0 0xb80000 0x0 0x4000>;
   #address-cells = <1>;
   #size-cells = <0>;
   interrupts = <GIC_SPI 831 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH>;
   clocks = <&gcc GCC_QUPV3_WRAP3_S0_CLK>;
   clock-names = "se";
   pinctrl-0 = <&qup_i2c21_default>;
   pinctrl-names = "default";
   power-domains = <&rpmhpd SA8295P_CX>;
   dmas = <&gpi_dma3 0 0 QCOM_GPI_I2C>,
          <&gpi_dma3 1 0 QCOM_GPI_I2C>;
   dma-names = "tx", "rx";
   status = "disabled";
};

QUPAC 访问控制

确保在 QUPAC_Access.c 中设置了正确的协议:

{ QUPV3_0_SE0, QUPV3_PROTOCOL_I2C, QUPV3_MODE_FIFO, AC_HLOS, TRUE, TRUE, FALSE },
{ QUPV3_1_SE5, QUPV3_PROTOCOL_I2C, QUPV3_MODE_GSI,  AC_HLOS, FALSE, TRUE, FALSE },

配置步骤

启用内核配置

编辑 kernel_platform/kernel/arch/arm64/configs/qcom_defconfig:

CONFIG_QCOM_GENI_SE=y
CONFIG_I2C_QCOM_GENI=m
CONFIG_I2C_CHARDEV=m
CONFIG_QCOM_GPI_DMA=m

在设备树中启用 I2C 节点

+&i2c1 {
+    status = "okay";
+};

编译并烧录

编译内核和设备树的更改,然后将镜像加载到设备。

验证

检查设备节点

ls /dev/i2c*
# Expected: /dev/i2c-0  /dev/i2c-1  /dev/i2c-16

使用 i2c-tools

# push tools using SCP or similar tools.
scp i2cdetect root@<IP address>:/usr

#Assign permission to execute
chmod 777 i2cdetect								
# Scan bus		  
i2cdetect -y -r 0
# Dump device registers				   
i2cdump -r 0-0xff 0 0x2b b
# Read register			   
i2cget -y 0 0x2b 0x04
# Write register				
i2cset -y 0 0x2b 0x04 0xFF

调试

启用调试日志

mount -t debugfs none /sys/kernel/debug
echo -n "file i2c-qcom-geni.c +p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
echo -n "file i2c-core-base.c +p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
echo -n "file gpi.c +p" > /sys/kernel/debug/dynamic_debug/control
dmesg | grep i2c

故障排除

未检测到 I2C 设备

cat /proc/device-tree/soc@0/geniqup@*/i2c*/status
lsmod | grep i2c_qcom_geni
modprobe i2c_qcom_geni
cat /sys/kernel/debug/clk/gcc_qupv3_wrap0_s1_clk/clk_enable_count

I2C 传输超时

**原因:**缺少上拉电阻、从设备无响应、时钟频率错误、总线卡在低电平。在 SDA/SCL 上添加 4.7 kΩ 上拉电阻;在设备树中调整 clock-frequency。

无效协议错误

症状:geni_i2c a94000.i2c: Invalid proto 1确认 QUPAC_Access.c 中设置了 QUPV3_PROTOCOL_I2C、AC_HLOS、bAllowFifo=TRUE、bLoad=TRUE。

DMA 传输失败

确认 CONFIG_QCOM_GPI_DMA=m;检查设备树中的 dmas 和 dma-names。要在不使用 DMA 的情况下测试:

&i2c1 {
    /delete-property/ dmas;
    /delete-property/ dma-names;
};

快速诊断命令

ls -l /dev/i2c*
i2cdetect -y -r 0
dmesg | grep -i i2c
cat /sys/kernel/debug/clk/clk_summary | grep -i qup
lsmod | grep i2c

IQ-8275 EVK

概述

主要特性

工作模式

通信时序

各子系统的传输模式

接口组件

设备树源文件

API

软件设备树配置

Linux 设备树示例

QUPAC 访问控制

配置步骤

验证

检查设备节点

使用 i2c-tools

调试

启用调试日志

故障排除

快速诊断命令

资源

​概述

​主要特性

​工作模式

​通信时序

​各子系统的传输模式

​接口组件

​设备树源文件

​API

​软件设备树配置

​Linux 设备树示例

​QUPAC 访问控制

​配置步骤

​验证

​检查设备节点

​使用 i2c-tools

​调试

​启用调试日志

​故障排除

​快速诊断命令

​资源

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主要特性

工作模式

通信时序

各子系统的传输模式

接口组件

设备树源文件

API

软件设备树配置

Linux 设备树示例

QUPAC 访问控制

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验证

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使用 i2c-tools

调试

启用调试日志

故障排除

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